Jupyter notebook使用

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Jupyter notebook使用

2023-08-20 22:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

ipython与Jupyter notebook使用一：ipython介绍

安装方法： pip install ipython

科学计算标准工具集的组成部分IPython是一个免费、开源的项目，支持Linux、Unix、Mac OS X和Windows平台，其官方网址是http://ipython.org/。IPython中包括各种组件，其中的两个主要组件是：基于终端方式和基于Qt的交互式Python shell，支持多媒体和绘图功能的基于Web的notebook（版本号为0.12以上的IPython支持此功能）二： Jupyter Notebook介绍

Jupyter Notebook（此前被称为 IPython notebook）是一个交互式笔记本，支持运行 40 多种编程语言。

Jupyter Notebook 的本质是一个 Web 应用程序，便于创建和共享文学化程序文档，支持实时代码，数学方程，可视化和 markdown。已迅速成为处理数据的必备工具，用途包括：数据清理和转换，数值模拟，统计建模，机器学习等等

jupyter优势

可选择语言：支持超过40种编程语言，包括Python、R、Java等。

分享笔记本：可以使用电子邮件、GitHub和Jupyter Notebook Viewer与他人共享。

交互式输出：代码可以生成丰富的交互式输出，包括HTML、图像、视频、LaTeX等等。

三：Jupyter Notebook使用 1) 打开并新建一个Notebook

“Text File”为纯文本型

“Folder” 为文件夹

“Python 3” 表示 Python 运行脚本

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2) Jupyter Notebook 的界面及其构成选择”Python 3”选项，进入 Python 脚本编辑界面，Notebook 文档由一系列单元（Cell）构成，主要有两种形式的单元代码单元。这里是读者编写代码的地方。Markdown 单元。在这里对文本进行编辑。

在这里插入图片描述

3) jupyter notebook快捷键

“Esc”键：进入命令模式

“Y” 键：切换到代码单元

“M”键：切换到 Markdown 单元

“B”键：在本单元的下方增加一单元

“H”键：查看所有快捷命令

“Shift＋Enter”组合键：运行代码

命令模式：用于执行键盘输入的快捷命令。

4) Markdown 使用

Markdown 是一种可以使用普通文本编辑器编写的标记语言，通过简单的标记语法，它可以使普通文本内容具有一定的格式

标题：标题是标明文章和作品等内容的简短语句。一个“#”字符代表一级标题，以此类推。

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列表：列表是一种由数据项构成的有限序列，即按照一定的线性顺序排列而成的数据项的集合。

对于无序列表，使用星号、加号或者减号作为列表标记

对于有序列表，则是使用数字“，”“（一个空格）”。

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加粗／斜体：前后有两个星号或下划线表示加粗，前后有 3 个星号或下划线表示斜体。

数学公式编辑：LaTeX 是写科研论文的必备工具， Markdown 单元中也可以使用 LaTeX 来插入数学公式。

在文本行中插入数学公式，应在公式前后分别加上一个“$” 符号

如果要插入一个数学区块，则在公式前后分别加上两个“$$”符号。

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导出功能：Notebook 还有一个强大的特性，就是导出功能。可以将 Notebook 导出为多种格式，如HTML、 Markdown、reST、PDF（通过 LaTeX）等格式。导出功能可通过选择“File→Download as

在这里插入图片描述

了解matplotlib基础语法及常见参数一：基本绘图流程

数据可视化有助于我们对数据的更深入直观的认识

Matplotlib 是一个 Python 的绘图库，我们使用matplotlib库中的pyplot模块：

通常我们导入语句如下所示： import matplotlib.pyplot as plt

安装方法： pip install matplotlib

在这里插入图片描述

二：绘图步骤详情 1. 创建画布与创建子图

第一部分主要作用是构建出一张空白的画布：最简单的绘图可以省略第一部分，直接在默认的画布上进行图形绘制。

plt.figure(num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None, edgecolor=None)

函数名称函数作用num图像编号或名称，数字为编号，字符串为名称figsize指定figure的宽和高，单位为英寸,1英寸等于2.5cmdpi指定绘图对象的分辨率，即每英寸多少个像素facecolor背景颜色edgecolor边框颜色

第二部分主要作用是是否将整个画布划分为多个部分，方便在同一幅图上绘制多个图形的情况

figure.add_subplot(子图总行数, 子图总列数, 子图位置)

创建并选中子图，可以指定子图的行数，列数，与选中图片编号。

2. 添加画布内容

第二部分是绘图的主体部分。其中添加标题，坐标轴名称，绘制图形等步骤是并列的，没有先后顺序，可以先绘制图形，也可以先添加各类标签。添加图例一定要在绘制图形之后

函数名称参数函数作用plt.title(s,fontsize,rotation)标题名称，字体大小，旋转角度设置标题plt.xlabel(s,fontsize,rotation)标签名称，字体大小，旋转角度在当前图形中添加x轴名称plt.ylabel(s,fontsize,rotation)标签名称，字体大小，旋转角度在当前图形中添加y轴名称plt.xlim()x轴范围最小值，x轴范围最大值指定当前图形x轴的范围plt.ylim()y轴范围最小值，y轴范围最大值指定当前图形y轴的范围plt.xticks( )x轴刻度值序列,x轴刻度标签文本序列 [可选]指定x轴刻度的数目与取值plt.yticks()y轴刻度值序列,y轴刻度标签文本序列 [可选]指定y轴刻度的数目与取值plt.legend(labels，loc,fontsize)图例的文本标签,位置，字体指定当前图形的图例

显示图例的具体位置

# =============== ============= # Location String Location Code # =============== ============= # 'best' 0 # 'upper right' 1 # 'upper left' 2 # 'lower left' 3 # 'lower right' 4 # 'right' 5 # 'center left' 6 # 'center right' 7 # 'lower center' 8 # 'upper center' 9 # 'center' 10 # =============== ============= 3. 保存与展示图形

第三部分主要用于保存和显示图形

函数名称函数作用plt.savefig(filename)保存绘制的图片,传入路径plt.show()在本机显示图形。三：绘制折线图代码位置：matplotlib_basis.ipynb 1. 折线图（line chart）

是一种将数据点按照顺序连接起来的图形。折线图的主要功能是查看因变量y随着自变量x改变的趋势，最适合用于显示随时间（根据常用比例设置）而变化的连续数据。同时还可以看出数量的差异，增长趋势的变化。

在这里插入图片描述

2. 折线图函数

matplotlib.pyplot.plot()

主要参数主要如下。

参数名称说明x，y接收array。表示x轴和y轴对应的数据。无默认。color接收特定string。指定线条的颜色。默认为None。linestyle接收特定string。指定线条类型。默认为“-”。marker接收特定string。表示绘制的点的类型。默认为None。alpha接收0-1的小数。表示点的透明度。默认为None。

color参数的8种常用颜色的缩写。

颜色缩写代表的颜色颜色缩写代表的颜色b蓝色m品红g绿色y黄色r红色k黑色c青色w白色

常用线条类型解释

linestyle取值意义linestyle取值意义-实线-.点线–长虚线:短虚线

举例完成：如图所示在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np # 创建x轴数据 data=np.arange(0,1,0.1) data # 绘制图形 plt.plot(data,data**2) plt.plot(data,data**4) plt.xlabel(s='x',fontsize=18) plt.ylabel(s='y',fontsize=18) plt.title(s='lines',fontsize=25) # plt.xlim(0,2) # plt.ylim(0,1.5) plt.xticks([0,0.2,0.4,0.6,0.8,1],fontsize=15) plt.yticks([0,0.4,0.8,1.2],fontsize=15) plt.legend(labels=['y=x^2','y=x^4'],loc=1,fontsize=15) plt.savefig(filename='y=x^2andy=x^4.png') plt.show() 3. 设置中文显示

由于默认的pyplot字体并不支持中文字符的显示，因此需要通过设置font.sans-serif参数改变绘图时的字体，使得图形可以正常显示中文。同时，由于更改字体后，会导致坐标轴中的部分字符无法显示，因此需要同时更改axes.unicode_minus参数。

plt.rcParams[‘font.sans-serif’] = ‘SimHei’ ## 设置中文显示

plt.rcParams[‘axes.unicode_minus’] = False ## 正常显示负号

举例完成：如图所示

在这里插入图片描述

# fig=plt.figure(figsize=(8,6)) # # 查看fig默认的像素大小 # print(fig.dpi) # 使用rc参数正常显示字符和中文 plt.rcParams['font.sans-serif']='SimHei' plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False # 创建x轴数据 data=np.linspace(0,4*np.pi,100) # 创建y轴数据 y=np.sin(data) # 创建空白画布 fig=plt.figure(num=1,figsize=(8,6),dpi=100,facecolor='y') # 创建x轴数据 data=np.linspace(0,4*np.pi,100) # 创建y轴数据 y=np.sin(data) # 绘制图形 plt.plot(data,y,color='m',linestyle='-.') # 添加x轴标签 plt.xlabel('x') # 添加y轴标签 plt.ylabel('sin(x)') # 设置标题 plt.title('sin曲线') plt.savefig(filename='img/sin曲线.jpg') plt.show() 4.在学生系统中修改matplotlib中文配置

找到SimHei.ttf文件点击安装。

查看缓存文件在哪里：

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清除缓存

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